2023北京高三一模生物汇编：生物技术与工程（综合题）

2023北京高三一模生物汇编

生物技术与工程(综合题'

一、综合题

1.(1()23•北京东城•统考一模)番茄是重要的农作物，因J基因功能缺失

状，表现为茎干与果实的连接处光滑且牢固，不易落果，提高了番茄的i

(1)利用诱变育种获得纯合突变体甲，表现出无果茎接缝，但由于花序产：

与野生型番茄杂交，Fi为野生型，Fi自交获得的F2中，野生型：无果茎

分枝增加：突变体甲=9：3：3：1,说明无果茎接缝为性性状；，

制有无果茎接缝的基因间的位置关系是。

(2)在甲的基础上获得了花序分枝未增加的纯合突变体乙。将甲与乙杂交；

度的分枝。对F2中分枝最多和最少的个体基因组进行测序和比对，发现

1和3号染色体上，将相关DNA序列分别命名为sbl和sb3。由F2自交获得F3,对F3部分个体进行测序

并统计花序分枝数，结果如下图1。由结果可知，对花序增加的抑制作用取决于，且______的影响

更大；F2中与图1的B组表型一致的个体占F2的比例为。

分

枝

数

量

组别ABCDEFG

注“-”表示该DNA序列与甲一致

“+”表示该DNA序列与甲不一致

图1

(3)大规模测序发现，突变体甲中J基因功能缺失且sb3序列中有一个突变的E基因，正常及突变E基因序

列如下图2(a),突变E基因转录出的两种mRNA序列如下图2(b)»

外显子1外显子2外显子3外显子4外显子5mRNA序列

正常基因12345

序列1TWMMMI

内含于1内含子2内含子3内含子4

外显子外显子外显子外显子外显子

1234512345

突变基因序列2-

内含子1内含子2内含子3内含子广、内含子4,

插入500个对应序列

碱基对

图2(b)

图2(a)

欲利用PCR技术验证突变体甲转录出的EmRNA序列中包含图2(b)的两种序列，应从下图3中选择的

两组引物是。(内含子中序列较长，难以完全扩增)

引物a引物b引物c3y

痛e而f

图3

(4)经检测发现，突变体甲的E基因转录出的mRNA中有30%为序列1,突变体乙的一个sb3序列中含有两

个与甲相同的突变E基因。综合上述研究，从分子水平推测突变体甲花序分枝多而突变体乙分枝未增加的

原因是。

2.(2023•北京东城・统考一模)癌症的免疫疗法通过重新激活抗肿瘤的免疫细胞，克服肿瘤的免疫逃逸，

在癌症治疗方法中取得越来越突出的地位，科研人员在不断研究中发现多种免疫治疗方法的结合是提高治

疗效果的途径之一。

(1)癌细胞由于突变导致其表面物质发生改变，如某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA和PD-

L1,如图1OPD-L1能抑制T细胞的活化，使癌细胞发生免疫逃逸。临床上可利用PD-1的单克隆抗体进行

癌症治疗，据图1推测，其原因是。但此种方法对一些肿瘤无效。

(2)CD28是T细胞表面受体，T细胞的有效激活依赖于CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。因此，

科研人员尝试构建既能结合PSMA,还能结合CD28的双特异性抗体PSMAXCD28,诱导T细胞定向杀伤

癌细胞，如下图2。

图1图2

制备过程为：先将分别注射到小鼠体内，分离出B淋巴细胞，诱导其与小鼠的细胞融合，筛

选得到两种杂交瘤细胞，再诱导两种细胞融合。成功融合的细胞会表达两种L链和两种H链，由于

而产生多种抗体，因此还需进行筛选才能获得所需的双特异性抗体PSMAXCD28。

(3)科研人员将癌细胞和T细胞共同培养，加入不同抗体，比较不同抗体对T细胞活化的作用。实验各组由

活化T细胞产生的细胞因子IL-2含量如下图3,结果说明。

1500-1□PSMAXCD28+PD-1单抗

口△PD-1单抗+无关抗体

LI

2—

(

p

g

.

m

L

L

)

抗体浓度logMM]

图3

(4)共同培养癌细胞和T细胞，经处理形成图4所示的细胞结合部位，再均分为两组，A组中加入非阻断性

PD-1单抗(与PD-1结合后，PD-1仍可和PD-L1结合)，B组加入正常PD-1单抗，两组均加入蓝色荧光

标记的CD28单抗，观察荧光分布，结果如下图4。请据此实验解释（3）中双特异性抗体PSMAXCD28与

PD-1单抗联合使用对T细胞激活的影响。

A

细

胞

结

合

部

位

B

细

胞

结

合

部

位

图4

3.（2023•北京西城•统考一模）人0防御素（由H基因编码）是一种抗菌肽，科研人员欲利用酵母对其进

行生产。

（1）获得H基因的序列信息后，可以其cDNA为模板通过方法获得该基因。

（2）由于人0防御素会损伤酵母细胞，组成型表达（持续表达）H的酵母菌最大种群数量偏低，限制了最终

产量。科研人员在酵母菌基因组DNA中插入P和S基因，使质粒上H基因的表达受到红光控制。红光调

控H基因表达的原理如图1所示。

启动子基因

图1

P和S基因应为（填“组成型表达”或“红光诱导表达”）。

（3）发酵后菌体和产物分离是发酵工艺的基本环节。定位于细胞表面的F蛋臼可使酵母细胞彼此结合，进而

沉淀在发酵罐底部。科研人员引入蓝光激活系统（图2）,在酵母菌基因组中插入了2个E基因，使F基因

的表达受到蓝光控制（图3）。

'基因组

DNA

质粒

DNA

注：ACT为组成型表达的弱启动子

图3

图3中两个E基因作用分别是o

(4)工程菌泄露到环境中可能引发环境问题。科研人员利用两种阻遏蛋白基因(T和L)和调控元件，使酵

母细胞在红光和蓝光同时照射时才激活致死基因N的表达，进而诱导工程菌死亡(图4)。

注：PGK为组成型表达的启动子；③和④为阻

遏蛋白的结合位点，阻遏蛋白结合后，

会抑制相应基因表达

图4

图4中①②应选用的启动子为：①,②o

A.JubB.ACTC.CYC

图4中③④处结合的阻遏蛋白为：③,④。

a、T蛋白b、L蛋白

(5)写出利用该工程菌发酵生产人。防御素的步骤。

4.(2023•北京西城•统考一模)M蛋白在人体神经发育过程中起重要作用，M基因发生突变或表达异常可

导致神经发育紊乱性疾病，如Rett综合征和MDS等。

(DM蛋白可识别并结合甲基化DNA,进而调控靶基因的o

(2)对一位Rett综合征患者进行检测发现，其M基因发生了一个碱基对的替换，细胞内只有截短的M蛋

白。

①一个碱基对的替换导致M基因的mRNA,翻译后合成了截短的M蛋白。

②研究者提出，可通过改造tRNA使患者细胞能够合成正常长度的M蛋白。请简述利用该技术治疗此类

Rett综合征的基本原理。

(3)图1为一个MDS患者的家系图。采集全部家系成员外周血进行检测，核型分析未发现染色体数目异

常，测序发现其M基因均为野生型，M基因表达的检测结果如图2,M基因拷贝数如下表。

O男性正常

■男性患者

图1

检测对象M基因拷贝数

111

123

III3

1122

正常男性1

正常女性2

①根据以上信息推测112患病的原因。

②女性体细胞中有一条X染色体是失活的，失活X染色体上绝大多数基因被沉默。用限制前Hpa][剪切

12基因组DNA,然后进行PCR扩增及电泳，结果如图3。

产物长度（bp）

Hpall酶切

弓叫八弓啰默

U_=（CAC）n==—•

莉4弓曲3

X染色体ARi/AR：基因第一外显子

注：ARi与AR?是等位基因，二者CAG序列重复次数有差异。失活X染色体上AR基因的

Hpall识别位点是甲基化的，不能被Hpall剪切:有活性的X染色体则相反。

图3

图3中引物组合应为

③12的M基因拷贝数高于正常女性，但表型正常，请结合以上研究提出合理解释。

5.（2023・北京海淀•统考一模）肿瘤细胞的代谢活动导致肿瘤组织内氧含量低，NH3等代谢废物含量高。

科研人员探索利用肿瘤组织微环境的特异性进行免疫治疗。

(1)机体的免疫系统具有功能，能够识别和清除突变细胞。

(2)研究表明，L-精氨酸对肿瘤生长有抑制作用。为利用L-精氨酸治疗肿瘤，研究人员拟对非致病性大肠杆

菌中利用N%合成L-精氨酸的途径进行改造，构建能大量合成L-精氨酸的工程菌M。下图为大肠杆菌中

相关代谢途径。

注：A醐是精氨酸合成途径

的关键酶，正常情况下活性

较低。(-)代表抑制A酶活

性。•代表中间物质。

科研人员拟依据代谢途径，改造图中的A和R基因，构建工程菌M。请写出对A和R基因改造的思路并

阐述其目的。

(3)推测工程菌M的抗肿瘤效果依赖于T细胞。为此选择正常小鼠和小鼠，皮下接种肿瘤细胞

和工程菌M,一段时间后检测肿瘤体积大小。支持上述假设的实验结果为。

(4)皮下注射L-精氨酸会导致药物分散于整个内环境中，影响治疗效果，因此对工程菌M进一步改造，用

低氧响应启动子替换A酶基因的原有启动子，得到治疗用工程菌X。工程菌X治疗肿瘤的优势是

6.(2023・北京海淀•统考一模)虎的典型毛色为黄色底黑条纹(黄虎)，此外还有白虎、金虎和雪虎等毛色

变异。科研人员对虎毛色形成机理进行研究。

(1)白虎是由黄虎的单基因突变引起的。科研人员在图1所示家系中选择子代雌雄黄虎相互交配，后代出现

,确定白色由常染色体上隐性基因控制。

□雄性白虎

O雌性白虎

□雄性黄虎

©雌性黄虎

(2)虎的毛发分为底色毛发和条纹毛发两种，毛发颜色由毛囊中的黑色素细胞分泌的真黑色素和褐黑色素决

定。褐黑色素使毛发呈现黄色，真黑色素使毛发呈现黑色。几种虎的毛发颜色如图2。

黄虎白虎金虎雪虎

底色毛发条纹毛发底色毛发条纹毛发底色毛发条纹毛发底色毛发条纹毛发

图2

①测序发现，白虎常染色体上的S基因突变导致功能丧失。S基因编码的S蛋白是两种毛发的真黑色素或

褐黑色素合成的必要蛋白，这无法解释白虎的现象。

②进一步研究发现，还存在另一个真黑色素的合成途径，E基因表达产物可激活真黑色素的合成。结合白

虎的毛色分析，E基因在底色毛发处o

(3)与毛囊伴生的另一种DP细胞能合成A蛋白，分泌至胞外作用于黑色素细胞，促进真黑色素转化成褐黑

色素。金虎的DP细胞中C基因突变导致功能丧失。科研人员推测C蛋白不影响DP细胞中A基因的表

达，但能降解胞外A蛋白，导致A蛋白无法作用于黑色素细胞。为验证上述假设，研究者将相关基因导

入不表达的受体细胞，导入基因和部分电泳结果如图3。请在答题卡的虚线框内补充出应有的电

注：

1：转入A基因

2：转入C基因+A基因

3：转入突变C基因+A基因

受体细胞的裂解液

图3

(4)研究发现，雪虎为S和C基因双突变纯合子。综合上述信息推测，S和C基因双突变可能导致

,方能解释雪虎的毛色为白色。

7.(2023•北京海淀•统考一模)自然界中的光强常在短时间内剧烈变化，影响植物的光合作用效率。科研

人员对拟南芥的叶绿体响应光强变化的机理进行了探究。

(1)类囊体膜上的蛋白复合物PSI催化水在光下分解，变化的光强会影响这一过程，从而影响光反应产生

,最终影响暗反应过程有机物的合成。

(2)PSII复合物的主要部分延伸到类囊体腔中，科研人员推测类囊体腔中的蛋白参与PSI［的组装。为此，

利用农杆菌转化拟南芥，由于农杆菌的会随机整合到拟南芥的核基因组中，因而可得到类囊体

腔内蛋白基因发生突变的突变体。

(3)科研人员在所得突变体中观察到，B基因突变体无法编码类囊体腔内的蛋白B,该突变体表现为缺乏

PSH复合物。科研人员进行实验，处理及结果如图。

[25。位且画

150

o50

g

自0

0520052005200520

一天中的时刻(时)

实验结果

a组b组C组d组

B基因突变体+++++++++++

野生型++++++++++++++++++++

注:“+”数量多代表生长状况好。

①据图分析，本实验的自变量是。

②依据实验结果推测，PSII复合物的功能是对变化光强的适应。

(4)进一步将b组植株的叶肉细胞置于电镜下观察，结果如图。

基于本实验结果推断，B基因参与psn复合物的组装，PSII复合物帮助植物适应变化的光强。请对观察结

果能否证实该推断作出判断，并阐明理由一。

8.（2023•北京海淀•一模）2毒素是一种常见的霉菌毒素，可通过污染饲料引起畜禽中毒反应。CYP3A是

猪体内降解T-2毒素的关键酶，T-2毒素可诱导其表达水平升高。

组别

生物素标记的野生型探针

核蛋白提取物

10脂非标记野生型探针

10幅非标记突变型探针

NF-Y的抗体

未结合标记探针

注：①表示加入，“-”表示未加入；

②标记探针与相应蛋白结合后会产生一条如箭头所示的阻滞带

图2

・OGA

15iE3OGT

Oh6h12h24hOh6h12h24h

图3

(DT-2毒素是一种脂溶性小分子，以方式进入细胞。

(2)CCAATbox和GCbox是CYP3A基因启动子上游的两个调控序列，研究者将不同调控序列分别和

CYP3A基因启动子及荧光素酶基因(LUC基因)连接构建表达载体，导入猪肝细胞，实验组培养基中加

入T-2毒素，对照组的处理是。24h后检测LUC酶活性，计算启动子活性相对值，结果如图1。

据图1可知，这两个调控序列是CYP3A基因响应T-2毒素的核心元件，理由是。

(3)NF-Y和Spl两种蛋白均参与T-2毒素对CYP3A的诱导。已有研究表明，GCbox是Spl的结合位点。

研究者推测，NF-Y通过与CCAATbox结合，与Spl共同调控CYP3A基因的表达。

①依据CCAATbox序列，研究者制备NF-Y结合位点野生型及突变型探针，分别与猪肝细胞核蛋白提取物

混合，结果如图2。结果证明CCAATbox是NF-Y的结合位点。请解释第4、5组实验现象出现的原因

②抑制猪肝细胞中NF-Y或Spl的表达，发现CYP3A的mRNA水平显著下调，说明NF-Y和Spl均能够

猪CYP3A基因的表达。CCAATbox和GCbox在DNA上的位置很近，研究者改变二者的距离，

并检测CYP3A基因的启动子活性，发现延长或缩短它们之间的距离都会,这一结果支持了NF-Y

和Spl通过互作共同发挥调控功能的推测。

(4)N-乙酰葡萄糖胺转移酶(OGT)促进Spl的糖基化修饰水平，抑制Spl的转录调控功能；0-糖甘酶

(OGA)可以使Spl去糖基化修饰，增强Spl与互作蛋白的互作。研究者用T-2毒素处理猪肝细胞，检测

OGT和OGA的表达量，结果如图3。结合图3及上述系列实验结果，请阐述T-2毒素进入猪体内后的代

谢调控机制。

9.(2023•北京海淀•一模)人参皂昔Rh2是人参中重要的活性组分之一，具有抗肿瘤和免疫调节等功能。

我国科研人员以酵母菌为受体细胞，经改造获得Rh2前体物质A高产的L菌株。科研人员对其继续进行

基因工程改造，以期获得人参皂昔Rh2高产的细胞工厂菌株。

(1)相比于植物细胞，选择酵母菌作为受体细胞的主要优势是：。

(2)前体物质A可依次经过P酶和N酶转化为人参皂昔Rh2»科研人员通过方法获得大量P和

N基因片段，然后再用限制酶和酶处理，将他们连接形成重组DNA片段。科研人员将基因编

辑质粒、引导序列质粒和重组DNA片段导入L菌。据图1分析，为初步筛选得到成功转入两种质粒的受

体菌，需要用培养基。再通过分子水平技术确定重组DNA片段整合到L菌染色体上。

Cas9+gRNA

基因编

色氨酸合

辑质粒

成酶基因

引导序

Cas9基因列质粒尿素合

编辑酶基因成酶基因

gRNA引导

序列基因

11=酵母菌染色体DNA

基因编辑位点

图1

(3)科研人员筛选得到成功转化的R菌株，将其与L菌株置于相同条件下培养，发酵一段时间后检测人参

皂营Rh2和前体物质A的含量，结果如下图。据图分析，R菌株能。

图2

(4)结合上述研究，在此基础上进一步提升R菌株生产能力的可行方案是。

10.(2023•北京海淀♦一模)肠道微生物对宿主健康具有重要影响，但目前缺乏对特定菌株进行基因编辑的

有效手段。科研人员尝试使用M13噬菌体作为载体，对大肠杆菌进行基因编辑。

(1)M13噬菌体与T2噬菌体相似、能够侵染大肠杆菌，其蛋白质外壳留在菌体外，头部的注入菌体

内，指导子代噬菌体的复制增殖。与T2噬菌体不同，被M13噬菌体侵染的大肠杆菌不发生裂解。

(2)科研人员将绿色荧光蛋白基因特异性序列(sgfp)、Cas酶基因与利用特定方法得到的M13噬菌体的环

状DNA进行重组，构建重组基因编辑质粒(pCG)、如图1。

注：

OC—复制原点

C"一竣若青俄素抗性基因

Cas一基因编辑酶的基因

sg/一绿色荧光蛋白基因特定序列

图1

①构建PCG需要用到的工具酶有，

②以PCG的绿色荧光蛋白基因特异性序列(sgfp)经过程形成的RNA,会靶向结合绿色荧光蛋白基

因，从而使Cas酶能够切割绿色荧光蛋白基因。

(3)科研人员将绿色荧光蛋白基因和红色荧光蛋白基因导入大肠杆菌，获得GS菌株。先用添加GS菌株的

饲料喂养小鼠，一段时间后，将小鼠分为实验组和对照组。其中，实验组小鼠用添加含的M13噬菌

体和的饲料喂养，以筛选获得肠道微生物被基因编辑的小鼠。本实验对照组使用的质粒应当包括图

1中的o

a>Cm+b>sgfpc、Orid、Cas

(4)为确认M13噬菌体作为载体对大肠杆菌进行基因编辑的可行性和特异性，科研人员检测肠道微生物的

变化，结果如图2。

第0天第7天第14天

对

照

组

ly实

4

lo验

实验组：第14天状态

组

0IO3IO410s0IO5IO410s0

绿色荧光强度

M2

①图2中，标号为a、c的区域分代表含有红色荧光的微生物和无荧光的微生物，b区图3-2域代表含有

荧光的微生物。

②图3-1为实验组第0天小鼠肠道微生物的荧光情况。请在答题纸的图3-2中标注该组小鼠第14天时肠道

微生物的荧光区域编号。

③图2表明，实验中M13噬菌体能o

11.(2023•北京海淀•一模)基因驱动是指特定基因有偏向性地遗传给下一代的自然现象。科学家借助

CRISPR/Cas9基因编辑技术，研发出人工基因驱动系统，并在拟南芥和蚊子等生物中实现了外部引入的基

因多代遗传。在作物快速育种、根除疟疾等方面具有广阔的前景。

(1)为研发拟南芥蓝光受体CRY1基因驱动系统，科学家首先构建了基因驱动元件，导入拟南芥细胞，在细

胞中表达Cas9/gRNA复合物，其中gRNA按照原则来识别和结合DNA特定序列，并引导Cas9

蛋白酶切断DNA双链，将基因驱动元件精确插入到一条染色体上的CRY1基因中(如图1),获得CRY1

突变基因，并利用同源定向修复功能，使另一条同源染色体上也插入基因驱动元件，从而获得CRYI基因

纯合突变体。

aw'7基因同源序列GW7基因同源序列

TkyRNAiSII、Cas9：7n----------基因驱动元件

一|I|CRY180

P1▼P3

~~lI殊RM&N京上一CRY1突变基因

右一方

图I

①为确定基因驱动元件是否完整插入CRY1基因，最好选择两组引物进行PCR。

A.P|、P2和P3、P4B.Pl、P3和P2、P4c.Pl、P4和P2、P3

②用CRYI基因纯合突变体作为母本与野生型父本杂交，Fi中有多达8%的植株为纯合突变体。请解释纯

合突变体产生的原因。

③分子标记是核DNA中的简单重复序列，重复次数在不同个体和品种间有较大可变性。从B中选取5株

纯合突变体。根据CRY1基因上下游的分子标记CIW5和Fl7A8(如图2)设计引物，进行PCR,电泳结

果如图3,可知除CRY1基因外的其他基因均来自双亲，判断依据是。

CIU5->

加7突变基因一>

F17A8—>

图2

(2)用基因驱动技术改造传播疟疾的按蚊X染色体上的A基因获得a基因，含a基因的精子不能成活。用

改造后的雌蚊突变体与野生型雄蚊交配，子一代雌蚊的基因型是,子一代相互交配，子二代的性

别是。若将基因驱动雌蚊释放到疟疾疫区，疟疾发病率将会,原因是o

12.(2023•北京海淀♦一模)我国绒山羊所产的羊绒因品质优秀被誉为“软黄金”而畅销全球，但如今在绒山

羊育种过程中存在单纯为提高羊绒产量盲目杂交，造成羊绒质量降低等问题，研究者就此开展了相关研

究。

(1)胸腺素［34(TP4)是动物体内一种分布广泛的多肽，在细胞的上合成，通过影响组成细胞骨架

的纤维的组装影响细胞的迁移和分化。

(2)研究表明，T04可促进动物毛发生长。研究者利用基因编辑技术将TR4基因定点敲入绒山羊基因组中,

获得新型绒山羊，操作过程如图1。

邙4基因1

普通避1I

®（S>®

绒山羊®®<S>、

痛

DNA4^3邓4基因定点邛4基亩定整合

整合的细胞的单克隆细胞系重构胚—*受体母羊

17

20息

1520

150

d壬15

S/105

①以普通绒山羊体细胞基因组为,选择图1中的引物组合进行PCR扩增，筛选出T04

基因定点整合的细胞。

②图1中的X为细胞，将获得的重组细胞发育成的94个早期重构胚胎移植到母羊体内，成功获

得一只T04基因定点整合的羔羊1704。

③绒山羊的皮肤有两种毛囊，初级毛囊（P）产粗毛，次级毛囊（S）产绒。绒细度是确定羊绒品质的重要

指标，研究者对1704的羊绒产量及品质进行检测，检测结果如图2、图3。

结果表明。

（3）图1所示技术的成功率非常低，各个技术环节也有待进一步改进。若要快速、大量繁育Tp4基因定点整

合的绒山羊，还可以使用的现代生物技术有O

（4）图4为细胞迁移、增殖和分化的主要信号通道。信号分子VEGF束缚于细胞外基质的凝胶结构中，

MMPs可通过降解细胞外基质释放VEGF,TIMP3是MMPs的抑制剂。Tp4通过激活图示的信号通路促进

绒山羊绒毛生长。据此推测，与对照组相比，T*基因定点整合绒山羊体内TIMP3、VEGF和P38三利।物

质含量变化情况依次是o

13.（2023•北京海淀♦一模）玉米自交系（遗传稳定的育种材料）B具有高产、抗病等优良性质，但难以直

接培育成转基因植株，为使其获得抗除草剂性状，需依次进行步骤I、II试验。

I,获得抗除草剂转基因玉米自交系A,技术路线如图1。

（1）为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用2种限制酶，选择原则有一。

①Ti质粒内，每种限制酶只有一个切割位点；

②G基因编码蛋白质的序列中，每种限制前只有一个切割位点

③酶切后，G基因形成的两个黏性末端序列不相同

④醯切后，Ti质粒形成的两个黏性末端序列相同

（2）农杆菌转化愈伤组织时，T-DNA携带插入其内的片段转移到受体细胞。筛选转化的愈伤组织，需使

用含的选择培养基。但由于愈伤组织表面常残留农杆菌，导致未转化愈伤组织也可能在选择培养

基上生长。含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达，其产物能催化无色物质K呈现蓝色。用K

处理愈伤组织，出现蓝色的是愈伤组织。

（3）组织培养获得的转基因植株（核DNA中仅插入一个G基因）进行自交，在子代含G基因的植株

中，纯合子占o继续筛选，最终选育出抗除草剂纯合自交系A。

II.通过回交使自交系B获得抗除草剂性状

（4）抗除草剂自交系A（GG）与自交系B杂交产生B,然后进行多轮回交（图2）。自交系B作为亲本

多次回交的目的是使后代。

AxB(¥)

FixB(¥)

鉴定

HiHixB（辛）

筛选

注：H，为回交后代

H,1为含G曜因的植株高产、抗病、抗除草

（i«1,2,…,n）剂等优良性状自交系

图2

（5）下表是鉴定含G基因植株的4种方法。请预测同一后代群体中，4种方法检出的含G基因植株的比

例X|、X2、X3、X4的大小关系是。

检出的含G基因植

方法检测对象检测目标

株的比例

PCR扩增基因组DNAG基因X,

分子杂交总G基因转录产物

mRNAx2

抗原-抗体杂交总蛋白质G基因编码的蛋白质X3

喷洒除草剂幼苗抗除草剂幼苗

x4

14.（2023•北京海淀•一模）番木瓜极易受环斑病毒（PRSV,单链RNA病毒）侵袭。上世纪番木瓜环斑病

在我国暴发，导致番木瓜严重减产。2006年，转基因番木瓜获得农业部颁发的安全证书，这是我国第一例

获准进行商品化种植的转基因果树。

-----------------------CPmRNA

双ttRNA[RNA

===^5：^结ODSl

，的切

Wtt»RNA=4=

I

RISC翅合物

，次别VERNA

+比KNA降解

图I

（1）最初的转基因番木瓜品种“Rainbow”是以PRSV的衣壳蛋白（CP）基因作为目的基因。通过

过程从PRSV基因组中获取CP基因，经限制酶和酶处理，构建基因表达载体，

用法导入番木瓜愈伤组织中，培养获得转基因番木瓜植株。

（2）病毒自身基因作为番木瓜抗性基因的机理源于一种名为RNAi的基因沉默机制（图1）。转入番木瓜

细胞内的CP基因转录出CPmRNA。PRSV侵染番木瓜后，病毒RNA会与CPmRNA通过原

则结合形成双链RNA.D前与该双链RNA结合，经复杂过程形成RISC复合物，最终阻碍病毒RNA在宿

主细胞内进行,进而抑制病毒增殖，体现抗病性。

（3）“Rainbow”对夏威夷的PRSV（HA株系）具有良好的抗性，但对我国的PRSV（YS等株系）抗性不

强。中国科学家以PRSV的RNA复制酶基因（RP）为目的基因，成功培育出具有广谱抗性的“华农1号”

抗病毒番木瓜新品种。请推测“Rainbow”对我国PRSV抗性不强而“华农1号”具有广谱抗性的原因

（4）上述转基因番木瓜对PRSV的抗性仅有20%。为使番木瓜具有更高效的抗PRSV能力，我国科研人

员设计引物向RP基因两端引入两个酶切位点，并和中间载体1连接构建中间载体2,利用同样的方法构

建出中间载体3（图2）。最后用限制酶将融合基因从中间载体3上切下，构建表达载体，导入番木瓜中。

v>a&

图2

请在图2的①、②、③处写出恰当的限制能。.结合图1、图2阐述利用该过程构建的转

基因番木瓜比直接导入RP基因的转基因番木瓜抗病毒效果更好的机理.

15.(2023•北京朝阳•统考一模)儿童癫痫是由大脑神经元异常放电所致的神经系统疾病，遗传因素是其重

要病因。

(1)研究者对某儿童癫痫患者家系进行调查，结果如图1,据图可知该病为遗传病。对患者和健康志愿

者进行基因组测序，推测S基因为致病基因。

O■患病男性

・患病女性

口正常男性

O正常女性

图1

(2)核基因转录的前体RNA中内含子对应序列被识别并剪切，外显子对应序列拼接为成熟mRNA.对患者

及父母的S基因测序后发现,推测S基因外显子4突变导致癫痫。为验证该推测，研究者分别设计

如图2中的引物扩增外显子1及外显子1-内含子1交界处，并对其他外显子及外显子-内含子交界处

扩增、测序(除外显子4外)，发现患者及父母的测序结果相同。对外显子-内含子交界处进行测序的原因

是该部位o

引物1引物2引物3引物4

3-5'3i-5'3-5'3-5)

S基因片段一外显子1内含子1外显子2内含子2

5'""3'5'—3'5'-3'5'—3'

引物5引物6引物7引物8

图2

(3)研究者利用基因工程技术将人突变S基因外显子4替换小鼠正常S基因外显子4,并利用标记基因N筛

选出成功替换的小鼠胚胎干细胞，进而培育出杂合转基因小鼠甲。为进一步得到去除N基因的纯合突变

鼠，可利用转Flp基因小鼠(Flp酶可识别并敲除同一条DNA两个FRT序列间的序列)与甲杂交。

①从以下选项中选出正确的重组质粒以获得小鼠甲o

②在图中补充培育纯合突变鼠的杂交流程：

杂合小鼠甲X转Flp基因小鼠

筛选

去除N基因、Flp基因

且S基因纯合的突变鼠乙

（4）出生两周的幼鼠乙可在尖锐嘈杂声的刺激下诱发癫痫。进一步研究表明S基因突变增强了脑内兴奋性突

触的活性。S基因表达产物是一种膜蛋白，参与调节细胞内囊泡膜与细胞膜的融合。推测S基因突变导致

，引发了癫痫。

16.（2023•北京丰台•统考一模）生姜既是一种重要的调味蔬菜，又具有较高的药用价值。科研人员对生姜

的繁殖以及药用价值开展了一系列研究。

（1）生姜通常采用无性繁殖的方式进行生产，但感染的病毒很容易在植株体内累积。生姜的茎尖分生区附近

无病毒，可作为组织培养的,经脱分化形成，进一步培养可获得脱毒苗进行大量种植。

（2）生姜块茎可以提取生姜精油，为进一步研究生姜精油的药用价值，科研人员进行了如下实验。

实验一：分别取0.1mL的表皮葡萄球菌（A）、金黄色葡萄球菌（B）、枯草芽狗杆菌（C）悬液，与20mL

熔化的培养基混匀。在培养基中制备4个直径为8mm的小孔，向培养基的4个小孔中分别加入不同添加

物，添加情况及实验结果如下表所示。

组别（小孔编号）小孔添加物对不同菌种的抑菌圈直径（mm）

ABC

1150pL纯生姜精油13.413.313.9

2150HL吐温溶液和纯生姜精油（体积比1：1）15.815.615.6

3150HL缓冲液（空白对照）888

4150HL吐温溶液和缓冲液（体积比1：1）888

①制备培养基时，除了添加必备的营养物质外，还需要满足微生物对的需求。

②实验结果表明。

实验二：实验研究发现生姜精油还有抗衰老的作用，向果蝇饲料中添加不同浓度的生姜精油后，测定衰老

相关基因的表达量，结果如下图。由图可推测这三种基因与细胞衰老的关系是

□SODI

相目TOR

对■MTH

表

达I对照组

量II5mg/kg

III7.5mg/kg

IVlOmg/kg

月月月

ininivinmrvinnnv

（3）若要将生姜精油应用于相关产品的开发，除了安全性以外，还可以研究哪些问题：。

17.（2023•北京丰台•统考一模）酵母菌的液泡中存在着多种水解酶，其中包括CPY（竣肽酶）和API（氨

肽酶Do科研人员对CPY和API的运输途径进行了研究。

（l）CPY和API在细胞内的_____上合成，进入液泡后，能够催化蛋白质的分解，使液泡具有了类似

（填细胞器名称）的功能，进而调节细胞内的环境。

（2）已有研究表明，通过内质网-高尔基体途径进入液泡的蛋白质，要经过在内质网中切除信号肽、在高尔

基体中糖基化（添加糖链）、进入液泡后再切除肽段，才能成熟。为判断CPY和API进入液泡的途径，科

研人员进行了下列实验。

①实验一：科研人员提取这两种蛋白质，利用电泳技术检测二者加工前后分子量的变化，结果如下图1。B

组与A组相比，加入衣霉素2小时后，蛋白质分子量_____；API成熟过程中（有/没有）糖基化，

推断API的加工过程可能与CPY不同。

S/f34-23c

Wf可（册）0'40'120'0,40'120'

电

CPY———泳

―■方

电

向

泳

电

方

泳

向API——

方

一向

衣霉素

图1两种蛋白质在不同条件下加工成熟的情况图2突变体sec两种蛋白质的成熟情况

注：衣霉素能抑制蛋白质的糖基化

②实验二：利用温度敏感型酵母菌突变体sec（高温下，内质网到高尔基体囊泡运输受阻）进行实验，在

高温和常温下检测CPY和API是否加工成熟，实验结果如下图2所示。由电泳结果可以判断，CPY和

API进入液泡的途径分别是。

A.CPY和API都经过内质网-高尔基体途径进入液泡

B.CPY和API都不经过内质网-高尔基体途径进入液泡

C.CPY经过内质网-高尔